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活塞环

活塞环按其功用可分为气环（密封环）和油环两种。气环的功用主要是密封气缸和散热。气环的密封作用，主要是靠气环本身的弹性而紧贴于气缸壁（一次密封），以及在气缸内气体压力的作用下而紧贴于气缸壁和环槽下平面（二次密封）实现的，见图2-2-13。第二次密封比第一次密封更重要。但没有可靠的第一次密封，就不能可靠地形成第二次密封。

多道气环还可以形成一种曲径式密封，即当环与缸壁、环槽壁贴合不严密时，特别是当环悬浮在环槽中时，气体通过多道环形成的间隙的节流作用，可以大大减少漏气。为减少摩擦功损失，新型柴油机的发展是适当减少活塞环的数目。一般为保证密封的可靠性，高速柴油机常采用2～3道气环，中速柴油机用3～4道气环；新型十字头式低速柴油机用4～5道气环。

第一道活塞环直接受到高温高压燃气的作用，其它环由于燃气经环的搭口、气缸壁面和环槽处的漏泄，也受到燃气的不同程度的作用。通常气缸内气体经两道气环密封后，第二道环下方的气体压力已经下降到缸内气体压力的10%左右。因此，密封的主要作用是靠上两道气环。活塞环在工作中被活塞带动相对于气缸套做往复运动。由于气体压力、活塞环往复运动的惯性力和气缸套间产生的摩擦力、活塞横向振动和气口挂碰等作用，使活塞环在环槽中产生十分复杂的运动。其中有：轴向运动、径向运动、回转运动、扭曲振动等。由于气缸套壁面失圆、有锥度，活塞环在本身弹力作用下还要产生张合的交变运动。活塞环在高温下工作，润滑条件较差，在环槽中的运动状态又十分复杂，使它与气缸套、活塞环槽之间产生严重的摩擦和磨损。活塞环因振动、与气口挂碰、弹性张合等作用有可能产生裂纹和折断。柴油机在运行中，还会因燃烧不良、滑油过多将活塞环粘着在环槽里，使活塞环失去密封作用，造成燃烧室窜气，使活塞环损坏。因此要求活塞环应有良好的密封性能，且要耐磨，特别是抗熔着磨损的性能要高；要有适当的弹性，足够的强度和热稳定性。

活塞环材料常用显微镜组织细密的珠光体基体，在它上面均匀分布片状或微细粒状和球状石墨的灰铸铁或合金铸铁，也有用球墨铸铁的。其硬度应比气缸套硬一些。为改善初期磨合性能，可对其工作表面进行渗硫、镀铜等表面处理。为提高气环的使用寿命，可对其工作表面进行孔性镀铬、氮化（以提高耐磨性）、喷钼（以防粘着磨损）等表面处理。

气环的截面和切口形状应具有较高的密封性能；有利于磨合，有较强的抗熔着磨损能力和抗结胶能力；对润滑油具有良好的控制调节作用。